KR102772235B1 - Method for construction of freezing prevention using eco-friendly deicer composition and crumb rubber - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 융설 포장 시공될 바탕면을 정리하는 전처리 단계; 정리된 바탕면에 골재, 아스팔트 및 제설 첨가제를 포함하는 아스팔트 혼합물을 포설하여 포장층을 형성하는 포설 단계; 및 상기 포장층을 양생하여 융설 포장층을 형성하는 양생 단계;를 포함하고, 상기 제설 첨가제는, 친환경 제설제 캡슐 및 폐타이어 고무 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 친환경 제설제 캡슐은, 친환경 제설제를 포함하는 코어; 및 상기 코어를 캡슐화하는 캡슐층;을 포함하고, 상기 친환경 제설제는 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 포름산 칼륨 및 포름산 나트륨 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 융설 포장 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for constructing a snow-melting pavement, comprising: a pretreatment step of preparing a base surface on which a snow-melting pavement is to be constructed; a laying step of laying an asphalt mixture containing aggregate, asphalt, and a snow-removing additive on the prepared base surface to form a pavement layer; and a curing step of curing the pavement layer to form a snow-melting pavement layer; wherein the snow-removing additive comprises at least one of an eco-friendly snow-removing agent capsule and waste tire rubber, and wherein the eco-friendly snow-removing agent capsule comprises: a core containing an eco-friendly snow-removing agent; and a capsule layer encapsulating the core; and wherein the eco-friendly snow-removing agent comprises at least one of calcium magnesium acetate, potassium acetate, sodium acetate, potassium formate, and sodium formate.
Description
본 발명은 친환경 제설제 및 폐타이어 고무를 사용한 융설 포장 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 캡슐화된 친환경 제설제를 사용하여, 결빙방지 성능이 장기간 동안 안정적으로 구현될 수 있고, 폐타이어 고무의 탄성으로 인한 설빙 파쇄를 촉진하여 동결 억제 및 빙결 제거 효과를 얻을 수 있는, 융설 포장 시공방법에 관한 것이다. The present invention relates to an environmentally friendly deicing agent and a snow melting pavement construction method using waste tire rubber, and more specifically, to a snow melting pavement construction method using an encapsulated environmentally friendly deicing agent, which can stably implement anti-freezing performance for a long period of time and promote ice crushing due to the elasticity of waste tire rubber, thereby obtaining freeze inhibition and ice removal effects.
동계 적설기에는 원활한 도로교통을 위하여 모래 등의 마찰제나 염화칼슘 등의 결빙방지제를 살포하거나 제설차량을 이용하여 적설시마다 수시로 제거하고 있다. 이러한 제설 방식으로 제설하는 경우에는, 도로 교통에 방해되지 않도록 쌓인 눈을 단시간에 제거해야 하며, 이를 위해서 다수의 장비와 인력이 투입되어 신속한 작업이 이루어져야 하는 어려움이 따른다.In the winter snow season, friction agents such as sand or anti-icing agents such as calcium chloride are sprayed to ensure smooth road traffic, or snow removal vehicles are used to remove snow whenever it accumulates. In the case of snow removal using this method, the accumulated snow must be removed in a short period of time so as not to interfere with road traffic, and to do this, a large amount of equipment and manpower must be deployed to perform the work quickly, which is difficult.
적설뿐만 아니라, 서리나 결빙 등으로 인하여 발생한 블랙아이스는 치사율이 높은 대형 교통사고를 유발할 가능성이 높음에도 불구하고, 적설과 달리 발생 여부 판단이 어려우므로 인력을 통한 제거 작업이 더욱 어려운 실정이다.Black ice, which is caused not only by snow but also by frost or freezing, has a high possibility of causing major traffic accidents with a high fatality rate. However, unlike snow, it is difficult to determine whether it has occurred, making removal by manpower even more difficult.
특히, 평균적으로 서리나 결빙에 의해 발생된 블랙아이스로 인한 교통사고 사망자는 적설에 의한 교통사고 사망자에 비해 약 3배 이상 많이 발생하는 것으로 알려져 있으며, 블랙아이스에 의한 교통사고 치사율은 겨울철 평균기온이 영상 2℃를 넘으면 3배 가까이 증가하는 것으로 알려져 있다.In particular, it is known that traffic accident deaths due to black ice caused by frost or ice are about three times more common than traffic accident deaths due to snow, and the traffic accident fatality rate due to black ice is known to increase nearly threefold when the average winter temperature exceeds 2℃.
한편, 적설로 인한 교통마비를 방지하기 위한 방식으로는 마찰재를 살포하는 물리적인 방식과 결빙방지제를 살포하는 화학적인 방식이 있다. 모래나 쇄석 등의 마찰재를 살포하여 미끄러움을 방지하는 방법은, 융설 효과가 없고, 추가 적설시에는 마찰재가 눈 속에 매립되어 미끄럼방지 효과를 기대하기 어렵다. 염화칼슘, 염화나트륨, 초산염, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등과 같이 빙점을 낮춰 적설을 제거하는 방식은, 이러한 결빙방지제 또는 이들 수용액의 점도가 낮아, 도로면에서 쉽게 흘러내리므로 결빙방지효과의 신속성은 있지만 지속성이 부족한 문제가 있다. 이에, 적설시마다 결빙방지제를 수시로 재살포해야 하는 번거로움이 있으며, 염화칼슘이나 염화나트륨과 같은 염화물염류는 염화물 축적에 의한 환경오염, 차량 및 교량의 부식 등의 부작용이 문제시되고 있다.Meanwhile, there are two ways to prevent traffic paralysis due to snowfall: a physical method of spraying friction materials and a chemical method of spraying anti-icing agents. The method of spraying friction materials such as sand or crushed stone to prevent slipping has no effect on melting snow, and when additional snow falls, the friction materials are buried in the snow, making it difficult to expect an anti-slip effect. The method of removing snow by lowering the freezing point, such as calcium chloride, sodium chloride, acetate, ethylene glycol, or propylene glycol, has a problem in that although the viscosity of these anti-icing agents or their aqueous solutions is low, they easily flow down from the road surface, so the anti-icing effect is fast, but it lacks sustainability. Therefore, there is the inconvenience of having to re-spray anti-icing agents frequently every time snow falls, and chloride salts such as calcium chloride or sodium chloride have side effects such as environmental pollution due to chloride accumulation and corrosion of vehicles and bridges.
이에, 환경오염 문제를 일으키지 않고, 결빙방지제에 의한 빙점강하 효과가 장기간 지속될 수 있는 새로운 융설 공법의 개발이 필요하다.Accordingly, it is necessary to develop a new snow melting method that does not cause environmental pollution problems and can maintain the freezing point lowering effect of anti-icing agents for a long period of time.
본 발명에서는 캡슐화된 친환경 제설제를 포함하여, 결빙방지 성능이 장기간 동안 안정적으로 구현될 수 있고, 폐타이어 고무의 탄성으로 인한 설빙 파쇄를 촉진하여 동결 억제 및 빙결 제거 효과를 얻을 수 있는, 친환경 제설제 및 폐타이어 고무를 사용한 융설 포장 시공방법을 제공하고자 한다.The present invention provides an eco-friendly deicing agent including an encapsulated eco-friendly deicing agent, which can stably implement anti-icing performance for a long period of time, and can obtain freeze-inhibiting and ice-removing effects by promoting ice crushing due to the elasticity of waste tire rubber, and a snow-melting pavement construction method using waste tire rubber.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 융설 포장 시공될 바탕면을 정리하는 전처리 단계; 정리된 바탕면에 골재, 아스팔트 및 제설 첨가제를 포함하는 아스팔트 혼합물을 포설하여 포장층을 형성하는 포설 단계; 및 상기 포장층을 양생하여 융설 포장층을 형성하는 양생 단계;를 포함한다.One embodiment of the present invention for achieving the above-described purpose includes a pretreatment step of preparing a base surface on which a snow-melting pavement is to be constructed; a laying step of forming a pavement layer by laying an asphalt mixture including aggregate, asphalt, and snow-removing additives on the prepared base surface; and a curing step of curing the pavement layer to form a snow-melting pavement layer.
상기 제설 첨가제는, 친환경 제설제 캡슐 및/또는 폐타이어 고무를 포함할 수 있다.The above-mentioned snow removal additive may include environmentally friendly snow removal agent capsules and/or waste tire rubber.
상기 친환경 제설제 캡슐은, 친환경 제설제를 포함하는 코어; 및 상기 코어를 캡슐화하는 캡슐층;을 포함할 수 있다.The above eco-friendly de-icing agent capsule may include a core including an eco-friendly de-icing agent; and a capsule layer encapsulating the core.
상기 아스팔트 혼합물은, 골재 100 중량부에 대하여, 아스팔트 5~30 중량부 및 제설 첨가제 1~19 중량부를 포함할 수 있다.The above asphalt mixture may contain 5 to 30 parts by weight of asphalt and 1 to 19 parts by weight of a snow-removing additive per 100 parts by weight of aggregate.
상기 아스팔트 혼합물은, 골재 100 중량부에 대하여, 개질유황 3~9 중량부를 더 포함할 수 있다.The above asphalt mixture may further contain 3 to 9 parts by weight of modified sulfur per 100 parts by weight of aggregate.
상기 코어는, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 포름산 칼륨, 포름산 나트륨, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 중 적어도 어느 하나 이상의 친환경 제설제로 이루어지거나 혹은 상기 친환경 제설제를 포함할 수 있다.The above core may be made of or include at least one eco-friendly deicing agent selected from the group consisting of calcium magnesium acetate, potassium acetate, sodium acetate, potassium formate, sodium formate, ethylene glycol, and propylene glycol.
상기 친환경 제설제 캡슐은, 친환경 제설제가 포함된 코어를 준비하는 코어 준비 단계; 및 상기 코어와 중합성 고분자 및 개시제를 반응시켜 캡슐화하는 캡슐화 단계;를 거쳐 제조될 수 있다.The above eco-friendly de-icing agent capsule can be manufactured through a core preparation step of preparing a core containing an eco-friendly de-icing agent; and an encapsulation step of reacting the core with a polymerizable polymer and an initiator to encapsulate the core.
상기 코어는, 제올라이트 및/또는 규조토인 다공성 물질에 친환경 제설제가 함침된 것일 수 있다.The above core may be a porous material such as zeolite and/or diatomaceous earth impregnated with an environmentally friendly deicing agent.
상기 친환경 제설제 캡슐은, 친환경 제설제가 포함된 코어를 준비하는 코어 준비 단계; 및 상기 코어와 중합성 고분자 및 개시제를 반응시켜 캡슐화하는 캡슐화 단계;를 통해 제조될 수 있다.The above eco-friendly de-icing agent capsule can be manufactured through a core preparation step of preparing a core containing an eco-friendly de-icing agent; and an encapsulation step of reacting the core with a polymerizable polymer and an initiator to encapsulate the core.
상기 코어는, 친환경 제설제 수용액에 다공성 물질을 침지하거나, 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 분무하여, 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 함침시킴으로써 제조될 수 있다.The above core can be manufactured by immersing a porous material in an eco-friendly deicing agent aqueous solution or spraying the eco-friendly deicing agent aqueous solution onto the porous material, thereby impregnating the porous material with the eco-friendly deicing agent aqueous solution.
본 발명의 융설 포장 시공방법은, 염화물을 포함하지 않는 친환경 제설제를 사용하여, 염화물에 의한 도로 파손, 부식 및 차량 부식 문제와 환경 오염을 방지할 수 있다.The snow melting paving construction method of the present invention can prevent road damage, corrosion, and vehicle corrosion problems caused by chloride, and environmental pollution, by using an environmentally friendly deicing agent that does not contain chloride.
또한, 친환경 제설제가 수용성의 캡슐층에 의해 캡슐화된 형태로 존재하여, 우천이나 강설시 제설제가 빠르게 용출되어 소진되지 않고 서서히 용출되므로, 친환경 제설제에 의한 블랙아이스 형성 방지나 제설 효과가 장기간 발휘될 수 있다.In addition, since the eco-friendly deicing agent exists in a form encapsulated by a water-soluble capsule layer, the deicing agent is not quickly dissolved and consumed when it rains or snows, but is slowly dissolved, so the eco-friendly deicing agent can prevent black ice formation and provide a snow removal effect for a long period of time.
아울러 폐타이어 고무를 포함하여 포장층의 탄성이 향상되므로, 차량의 하중에 의해 발생한 변형에 의해 설빙의 파쇄가 촉진되며, 이에 따라 결빙부가 제거되고, 친환경 제설제가 표면으로 쉽게 노출되어 결빙 방지 효과를 향상시킬 수 있다.In addition, since the elasticity of the paving layer is improved by including waste tire rubber, the crushing of ice is promoted by the deformation caused by the load of the vehicle, thereby removing the frozen portion and easily exposing the eco-friendly deicing agent to the surface, thereby improving the anti-icing effect.
도 1 및 도 2는 캡슐화 진행 여부 판단 실험 결과 사진이다.
도 3은 제설제 함침 다공성 물질의 사진을 촬영한 사진이다.
도 4는 캡슐층의 TGA 분석 결과이다.
도 5는 아스팔트 포장체의 결빙 방지 실험 결과 사진이다.Figures 1 and 2 are photographs of the results of an experiment to determine whether encapsulation is in progress.
Figure 3 is a photograph of a porous material impregnated with a deicing agent.
Figure 4 shows the TGA analysis results of the capsule layer.
Figure 5 is a photograph of the results of an anti-icing experiment on asphalt pavement.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.Before explaining in detail the preferred embodiments of the present invention below, it should be noted that the terms and words used in this specification and claims should not be interpreted as limited to their usual or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, whenever a part is said to “include” a component, this does not exclude other components, but rather includes other components, unless otherwise stated.
본 명세서 전체에서, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%”는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)%, 그리고 액체/액체는 (부피/부피)% 를 의미한다.Throughout this specification, “%” used to indicate the concentration of a particular substance means (weight/weight)% for solid/solid, (weight/volume)% for solid/liquid, and (volume/volume)% for liquid/liquid, unless otherwise stated.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.Hereinafter, examples of the present invention will be described. However, the scope of the present invention is not limited to the preferred examples below, and those skilled in the art can implement various modified forms of the contents described in this specification within the scope of the present invention.
본 발명은 친환경 제설제 및 폐타이어 고무를 사용한 융설 포장 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 캡슐화된 친환경 제설제를 사용하여, 결빙방지 성능이 장기간 동안 안정적으로 구현될 수 있고, 폐타이어 고무의 탄성으로 인한 설빙 파쇄를 촉진하여 동결 억제 및 빙결 제거 효과를 얻을 수 있는, 융설 포장 시공방법에 관한 것이다. The present invention relates to an environmentally friendly deicing agent and a snow melting pavement construction method using waste tire rubber, and more specifically, to a snow melting pavement construction method using an encapsulated environmentally friendly deicing agent, which can stably implement anti-freezing performance for a long period of time and promote ice crushing due to the elasticity of waste tire rubber, thereby obtaining freeze inhibition and ice removal effects.
본 발명의 일 실시예에 따른 융설 포장 시공방법은 융설 포장 시공될 바탕면을 정리하는 전처리 단계; 정리된 바탕면에 골재, 아스팔트 및 제설 첨가제를 포함하는 아스팔트 혼합물을 포설하여 포장층을 형성하는 포설 단계; 및 상기 포장층을 양생하여 융설 포장층을 형성하는 양생 단계;를 포함한다.A snow melting pavement construction method according to one embodiment of the present invention comprises a pretreatment step of preparing a base surface on which a snow melting pavement is to be constructed; a laying step of forming a pavement layer by laying an asphalt mixture containing aggregate, asphalt, and snow removal additives on the prepared base surface; and a curing step of curing the pavement layer to form a snow melting pavement layer.
상기 전처리 단계는, 융설 포장 시공될 바탕면을 정리하는 단계로, 바탕면에 존재하는 이물질, 요철, 열화 부위 등을 제거하여 바탕면을 평활하게 정리하는 단계이다. The above pretreatment step is a step to prepare the base surface on which the snow melting paving will be constructed. It is a step to remove foreign substances, unevenness, and deteriorated areas existing on the base surface and to make the base surface smooth.
상기 포설 단계는, 정리된 바탕면에 골재, 아스팔트 및 제설 첨가제를 포함하는 아스팔트 혼합물을 포설하여 포장층을 형성하는 단계이다. 구체적으로, 상기 아스팔트 혼합물은, 골재 100 중량부에 대하여, 아스팔트 5~30 중량부 및 제설 첨가제 1~19 중량부를 포함할 수 있다.The above-mentioned laying step is a step of forming a pavement layer by laying an asphalt mixture containing aggregate, asphalt, and snow-removing additives on a cleaned base surface. Specifically, the asphalt mixture may contain 5 to 30 parts by weight of asphalt and 1 to 19 parts by weight of snow-removing additives per 100 parts by weight of aggregate.
이러한 포설 단계 이전에 필요에 따라서는 바탕면에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계가 추가로 더 수행될 수 있다.Prior to this laying step, if necessary, an additional step may be performed to form a primer layer by applying a primer to the base surface.
상기 골재는 포장층의 골격을 형성하고, 강도 및 내구성을 향상시키기 위해 첨가될 수 있다. 골재로는 신재골재가 단독으로 사용되거나, 신재골재와 순환골재가 함께 사용될 수 있으며, 골재로 사용되는 암석의 종류는 특별히 제한되지 않는다.The above aggregates may be added to form the skeleton of the packing layer and to improve strength and durability. As the aggregate, new aggregates may be used alone, or new aggregates and recycled aggregates may be used together, and the type of rock used as the aggregate is not particularly limited.
상기 골재로 바람직하게는 굵은 골재와 잔골재가 함께 사용될 수 있으며, 굵은 골재 40~75 wt% 및 잔골재 25~60 wt%가 사용될 수 있다. 굵은 골재는 5mm 체를 통과하지 못하고 남아있는 골재를 의미하고, 잔골재는 5mm 체를 통과하는 골재를 의미하며, 사용되는 굵은 골재의 최대 입자 크기는 27mm일 수 있다. 상기 입자 크기는 입자의 단면 지름 중 가장 큰 길이를 의미한다.As the above aggregates, coarse aggregates and fine aggregates may preferably be used together, and 40 to 75 wt% of coarse aggregates and 25 to 60 wt% of fine aggregates may be used. Coarse aggregates refer to aggregates that do not pass through a 5 mm sieve and remain, and fine aggregates refer to aggregates that pass through a 5 mm sieve, and the maximum particle size of the coarse aggregates used may be 27 mm. The particle size refers to the largest length among the cross-sectional diameters of the particles.
상기 골재에 포함되는 굵은 골재와 잔골재의 비율은 포장층의 두께에 따라 달라질 수 있다. 포장층의 두께가 두꺼워질수록 굵은 골재의 비율이 증가하고 잔골재의 비율이 감소할 수 있는데, 예를 들어, 포장층의 두께가 5cm인 경우에는 굵은 골재 50~75 wt%와 잔량의 잔골재가 사용되고, 포장층의 두께가 4cm인 경우에는 굵은 골재 40~65 wt%와 잔량의 잔골재가 사용될 수 있다. The ratio of coarse aggregate and fine aggregate included in the above aggregate may vary depending on the thickness of the pavement layer. As the thickness of the pavement layer increases, the ratio of coarse aggregate may increase and the ratio of fine aggregate may decrease. For example, when the thickness of the pavement layer is 5 cm, 50 to 75 wt% of coarse aggregate and the remainder of fine aggregate may be used, and when the thickness of the pavement layer is 4 cm, 40 to 65 wt% of coarse aggregate and the remainder of fine aggregate may be used.
상기 아스팔트는 골재 및 원료 성분들의 결합을 위해 사용되는 것으로, 레이크 아스팔트, 록 아스팔트, 샌드 아스팔트, 아스팔타이트와 같은 천연 아스팔트; 및 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 유화 아스팔트, 블로운 아스팔트, 개질 아스팔트와 같은 석유 아스팔트 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. The above asphalt is used for binding aggregate and raw material components, and at least one or more of natural asphalt such as lake asphalt, rock asphalt, sand asphalt, and asphaltite; and petroleum asphalt such as straight asphalt, cutback asphalt, emulsified asphalt, blown asphalt, and modified asphalt can be used.
아스팔트는 골재 100 중량부에 대하여, 아스팔트는 5~30 중량부로 포함될 수 있으며, 아스팔트 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 충분한 결합이 이루어지지 않아, 골재 탈리나 포장층 박리, 균열 등의 문제가 발생할 수 있다. 반면, 아스팔트가 상기 함량 범위를 벗어나 과도하게 포함되는 경우에는 포장층의 내구성, 강도 저하 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.Asphalt may be included in an amount of 5 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of aggregate. If the asphalt content is less than the above range, sufficient bonding may not occur, which may result in problems such as aggregate detachment, peeling of the pavement layer, and cracking. On the other hand, if the asphalt is included excessively beyond the above content range, problems such as reduced durability and strength of the pavement layer may occur. Therefore, it is preferable that the asphalt be included within the above-mentioned weight range.
상기 제설 첨가제는, 아스팔트 포장체 상부의 결빙층 형성을 억제하고, 이미 형성된 결빙층을 융설할 수 있는 기능을 아스팔트 포장체에 부여하기 위해 첨가되는 물질로, 제설 첨가제로는 친환경 제설제 캡슐 및 폐타이어 고무 중 적어도 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.The above-mentioned snow removal additive is a substance added to the asphalt pavement to suppress the formation of an ice layer on top of the asphalt pavement and to provide the asphalt pavement with the function of melting an already formed ice layer. The snow removal additive may include at least one of an environmentally friendly snow removal agent capsule and waste tire rubber.
상기 제설 첨가제는 골재 100 중량부에 대하여 1~19 중량부로 포함될 수 있으며, 제설 첨가제가 상기 중량 범위 내에서 포함될 때 결빙 방지, 결빙층 제거 등의 융설 기능이 가장 효과적으로 발휘되므로, 상술한 중량 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다.The above snow removal additive may be included in an amount of 1 to 19 parts by weight per 100 parts by weight of aggregate. When the snow removal additive is included within the above weight range, the snow melting functions such as freezing prevention and ice layer removal are most effectively exhibited. Therefore, it is preferable to add it within the above-mentioned weight range.
상기 제설 첨가제 중 친환경 제설제 캡슐은 화학적인 방식으로 결빙층 형성을 억제하기 위해 첨가될 수 있다. 친환경 제설제 캡슐은 동절기 아침에 이슬이나 서리가 맺히거나, 적설시 쌓이는 눈 등으로부터 수분을 공급받으면, 수용성 친환경 제설제의 작용으로 물의 어는점을 낮춰 결빙의 형성을 억제하는 기능을 수행한다. Among the above-mentioned snow removal additives, eco-friendly snow removal capsules can be added to chemically suppress the formation of ice layers. When the eco-friendly snow removal capsules receive moisture from dew or frost in the morning in winter or snow accumulated during snowfall, they perform the function of suppressing the formation of ice by lowering the freezing point of water through the action of water-soluble eco-friendly snow removal agents.
이러한 친환경 제설제 캡슐은, 친환경 제설제를 포함하는 코어; 및 상기 코어를 캡슐화하는 캡슐층;을 포함한다.These eco-friendly de-icing agent capsules include a core containing an eco-friendly de-icing agent; and a capsule layer encapsulating the core.
이와 같이 친환경 제설제를 포함하는 코어가 후술될 바와 같이 고분자로 구성된 캡슐층에 의해 캡슐화된 형태의 구조를 가지므로, 다양한 조성의 물질들이 캡슐 내에서 안정된 형태로 보존될 수 있으며, 필요시 도로 상황에 따라 요구되는 적합한 반응을 유도하여 코어 내에 함유된 제설제가 눈 또는 블랙아이스 내 수분과 서서히 반응하는 서방 특성이 구현될 수 있다. Since the core containing the eco-friendly deicing agent has a structure in which it is encapsulated by a capsule layer composed of a polymer as described below, substances of various compositions can be preserved in a stable form within the capsule, and when necessary, a suitable reaction required according to road conditions can be induced, thereby implementing slow-release characteristics in which the deicing agent contained within the core slowly reacts with moisture in snow or black ice.
이와 같은 캡슐화를 위해 계면 중합법, 인시츄(in-situ) 중합법, 고분자 상분리법(코아세르베이션법), 스프레이법 및 코팅법 등이 적용될 수 있고, 캡슐층을 형성하기 위한 중합성 고분자로는 아크릴레이트(acrylate), 스티렌(styrene), 에틸렌(ethylene), 락테이트(lactate) 및 폴리에틸렌글리콜-폴리스티렌(polyethylene glycol-polystyrene) 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 아크릴레이트가 사용될 수 있다. 여기서 중합성 고분자는 중합반응, 가교반응(cross-linking) 또는 자기조립(self-assembly) 중 적어도 어느 하나 이상의 반응이 가능한 물질을 의미한다. 또한, 중합성 고분자의 종류에 따라 중합시 사용되는 용매는 물, 헥산, 톨루엔, 에탄올, 메탄올 및 클로로포름 중 적어도 어느 하나 이상의 물질이 적절히 선택되어 사용될 수 있다.For such encapsulation, interfacial polymerization, in-situ polymerization, polymer phase separation (coacervation), spraying, and coating methods can be applied, and as a polymerizable polymer for forming a capsule layer, at least one or more of acrylate, styrene, ethylene, lactate, and polyethylene glycol-polystyrene can be used, but is not limited thereto, and preferably acrylate can be used. Here, the polymerizable polymer means a material capable of at least one or more reactions among polymerization, cross-linking, and self-assembly. In addition, depending on the type of polymerizable polymer, at least one or more of water, hexane, toluene, ethanol, methanol, and chloroform can be appropriately selected and used as the solvent used during polymerization.
상기 코어는 제설제를 포함하고, 이러한 코어가 캡슐층에 의해 캡슐화되어 제설제 캡슐을 형성한다. 이와 같이 제설제가 캡슐화되어 있기 때문에 우천이나 강설시 또는 도로 표면에 수분이 존재하는 경우, 제설제가 단기간에 빠르게 용출되어 소진되지 않고, 장기간동안 일정량이 서서히 용출될 수 있어, 제설제 캡슐에 의한 제설, 블랙아이스 방지 효과가 장기간 동안 구현될 수 있다.The above core contains a deicing agent, and the core is encapsulated by a capsule layer to form a deicing agent capsule. Since the deicing agent is encapsulated in this way, when it rains or snows or when moisture exists on the road surface, the deicing agent is not rapidly dissolved and consumed in a short period of time, but can be gradually dissolved in a certain amount over a long period of time, so that the deicing agent capsule's snow removal and black ice prevention effects can be implemented for a long period of time.
상기 코어에 포함되는 친환경 제설제는 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 포름산 칼륨, 포름산 나트륨, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 제설제는 염화물을 포함하지 않는 친환경 제설제로, 염화물에 의한 환경 오염, 도로 파손이나 부식, 차량 부식 등의 문제를 방지할 수 있어, 친환경적이고 사용이 용이한 장점이 있다. 이러한 친환경 제설제 캡슐에 관해서는 이후에 더 자세히 설명한다.The eco-friendly deicing agent included in the above core may include at least one of calcium magnesium acetate, potassium acetate, sodium acetate, potassium formate, sodium formate, ethylene glycol, and propylene glycol. This deicing agent is an eco-friendly deicing agent that does not contain chloride, and can prevent problems such as environmental pollution caused by chloride, road damage or corrosion, and vehicle corrosion, so it has the advantage of being eco-friendly and easy to use. This eco-friendly deicing agent capsule will be described in more detail later.
상기 제설 첨가제 중 폐타이어 고무는 CRM(crumb rubber modified)공법 구현을 위해 첨가되는 것으로, 물리적인 방식으로 결빙층을 제거할 수 있으며, 이에 따라 친환경 제설제 캡슐에 의한 결빙방지 성능을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 폐타이어 고무 첨가에 의해 아스팔트 포장층의 탄성이 증가하여, 차량 통행시 차량의 하중에 의해 발생하는 도로의 변형이 결빙층의 파쇄를 촉진하고, 이에 따라 노출 노면의 면적이 증가되어 친환경 제설제 캡슐에 의한 결빙방지 성능을 효과적으로 구현시킬 수 있다. Among the above snow removal additives, waste tire rubber is added to implement the CRM (crumb rubber modified) method, and can remove the ice layer by a physical method, thereby improving the anti-icing performance of the eco-friendly snow removal agent capsule. Specifically, the addition of waste tire rubber increases the elasticity of the asphalt pavement layer, so that the deformation of the road caused by the load of the vehicle when the vehicle passes promotes the crushing of the ice layer, and accordingly, the area of the exposed road surface increases, so that the anti-icing performance of the eco-friendly snow removal agent capsule can be effectively implemented.
뿐만 아니라 노면에 폐타이어 고무 입자가 노출 및 돌출되어 있어, 노면의 미끄럼 저항성이 향상되며, 내마모성이 크고, 차량 주행시 소음을 저감시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 신재 고무 입자가 아닌 폐타이어를 가공하여 얻어진 폐타이어 고무를 사용함으로써 폐타이어 폐기 비용을 절감하고, 폐타이어 폐기에 따른 환경 오염을 방지할 수 있어, 환경 친화적인 장점이 있다.In addition, since the waste tire rubber particles are exposed and protruded on the road surface, the slip resistance of the road surface is improved, wear resistance is high, and noise can be reduced when the vehicle is driven. In addition, by using waste tire rubber obtained by processing waste tires rather than new rubber particles, the cost of waste tire disposal can be reduced, and environmental pollution caused by waste tire disposal can be prevented, so there is an environmentally friendly advantage.
상기 폐타이어 고무는, 폐타이어를 가공하여 얻어진 분말상 물질로, 평균 입자 크기는 1~20 mm일 수 있고, 최대 입자 크기는 10~20mm일 수 있다. 특히, 최대 입자 크기가 14~20 mm인 경우에 내구성이 더 우수하므로, 이러한 입자 크기를 갖는 폐타이어 고무를 사용하는 것이 가장 바람직하다. The above waste tire rubber is a powdery substance obtained by processing waste tires, and may have an average particle size of 1 to 20 mm and a maximum particle size of 10 to 20 mm. In particular, since durability is better when the maximum particle size is 14 to 20 mm, it is most preferable to use waste tire rubber having such a particle size.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 제설 첨가제로 친환경 제설제 캡슐 및 폐타이어 고무 중 적어도 어느 하나 이상이 포함될 수 있으며, 친환경 제설제 캡슐과 폐타이어 고무가 모두 포함되는 경우에는, 골재 100 중량부에 대하여 친환경 제설제 캡슐 4~12 중량부 및 폐타이어 고무 1~7 중량부가 제설 첨가제로 포함될 수 있다. Meanwhile, as described above, at least one of an eco-friendly deicing agent capsule and waste tire rubber may be included as a snow removal additive, and when both an eco-friendly deicing agent capsule and waste tire rubber are included, 4 to 12 parts by weight of the eco-friendly deicing agent capsule and 1 to 7 parts by weight of the waste tire rubber may be included as a snow removal additive per 100 parts by weight of the aggregate.
친환경 제설제 캡슐의 함량이 상기 범위 미만으로 포함되는 경우에는 빙점 강하를 통한 빙결방지 효과를 얻기 어렵고, 상기 중량 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 도로의 강도나 내구성을 저하시킬 우려가 있다. If the content of the eco-friendly deicing agent capsules is less than the above range, it is difficult to obtain an anti-freezing effect through freezing point lowering, and if it is included in excess of the above weight range, there is a concern that the strength or durability of the road may be reduced.
폐타이어 고무의 경우에는, 상기 범위 미만으로 포함되면 폐타이어 고무에 의한 도로의 탄성 증가 효과가 미미하여, 물리적 방식의 결빙층 제거 및 빙결 억제 효과를 얻기 곤란하고, 상기 중량 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 도로의 탄성이 과도하게 증가하여 도로의 내구성 및 강도 저하를 야기할 수 있으므로 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.In the case of waste tire rubber, if it is included below the above range, the effect of increasing the elasticity of the road by the waste tire rubber is minimal, making it difficult to obtain the effect of physically removing the ice layer and inhibiting freezing, and if it is included exceeding the above weight range, the elasticity of the road may increase excessively, causing a decrease in the durability and strength of the road, so it is preferable to include it within the above-mentioned weight range.
이러한 성분들을 포함하는 아스팔트 혼합물은 강도 및 내구성이 우수하고, 제설 첨가제에 의한 빙결 방지, 결빙층 제거 효과를 얻을 수 있으므로, 동절기 빙결에 의한 사고를 예방할 수 있고, 화학적 제설 첨가제로 염화물을 포함하지 않는 친환경 제설제가 사용되므로, 친환경적이며, 도로의 부식이나 손상, 차량의 부식을 예방할 수 있는 장점이 있다.Asphalt mixtures containing these components have excellent strength and durability, and can prevent freezing and remove ice layers through snow removal additives, so they can prevent accidents caused by freezing in winter. Since environmentally friendly snow removal agents that do not contain chloride as chemical snow removal additives are used, they are environmentally friendly and have the advantage of preventing corrosion or damage to roads and corrosion of vehicles.
다음으로, 상기 포장층을 양생하여 융설 포장층을 형성하는 양생 단계가 수행되며, 양생은 통상적인 방법으로 수행될 수 있다. 이러한 과정을 거쳐 최종적으로 두께 약 4~5cm인 융설 포장층이 형성될 수 있다. Next, a curing step is performed to cure the above-mentioned packing layer to form a snow-melting packing layer, and the curing can be performed by a conventional method. Through this process, a snow-melting packing layer with a thickness of about 4 to 5 cm can be finally formed.
이러한 양생 단계 전에, 포장층을 다짐하는 다짐 단계가 추가로 더 수행될 수 있다. 다짐은 로드 롤러, 진동 롤러, 탄뎀 롤러, 머캐덤 롤러, 타이어 롤러 등의 다짐 장비를 이용하여 수행될 수 있으며, 시공이 이루어질 도로 주변의 자연 환경이나 기상 조건 등에 의해 다짐 횟수, 장비의 종류, 다짐 두께 등이 적절히 조절될 수 있다.Before this curing step, a compaction step for compacting the pavement layer may be additionally performed. Compaction may be performed using compaction equipment such as a road roller, a vibrating roller, a tandem roller, a macadam roller, or a tire roller, and the number of compactions, the type of equipment, and the compaction thickness may be appropriately adjusted depending on the natural environment or weather conditions around the road where construction is to be done.
또한 다짐 단계와 양생 단계 사이에, 추가적인 미끄럼 방지를 위해 포장층 상부에 경질 골재를 추가로 더 살포하는 경질 골재 살포 단계;가 추가로 더 수행될 수 있다. 경질 골재로는 금강사, 글라스비드, 산화알루미늄, 이산화규소, 규사 등이 사용될 수 있으며, 미끄럼 방지를 위해 사용될 수 있는 경질 골재라면 이에 제한되지 않고 사용 가능하다.In addition, between the compaction step and the curing step, a hard aggregate spraying step may be additionally performed to additionally spray hard aggregate on top of the pavement layer for additional slip prevention. As the hard aggregate, emery, glass beads, aluminum oxide, silicon dioxide, silica, etc. may be used, and any hard aggregate that can be used for slip prevention may be used without limitation thereto.
이렇게 형성된 융설 포장층은, 제설 첨가제에 의한 빙결 억제, 빙결층 제거 효과를 얻을 수 있어, 동절기 차량 주행이나 도보 통행시의 안전을 확보할 수 있는 장점이 있다. 또한, 도로 자체가 이러한 빙결 억제, 융설 등의 효과를 가지므로, 제설제 살포 횟수를 저감시킬 수 있어, 제설제 살포에 따른 환경 오염을 방지하고, 인력이나 에너지 사용을 감축시킬 수 있는 장점이 있다. The snow melting pavement layer formed in this way has the advantage of ensuring safety when driving or walking in winter, as it can obtain the effects of ice suppression and ice layer removal by snow removal additives. In addition, since the road itself has the effects of ice suppression and snow melting, it can reduce the number of times snow removal agents are sprayed, preventing environmental pollution caused by snow removal agent spraying, and reducing manpower and energy use.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 상기 제설 첨가제 중 친환경 제설제 캡슐은, 친환경 제설제를 포함하는 코어; 및 상기 코어를 캡슐화하는 캡슐층;을 포함한다.Meanwhile, as described above, the eco-friendly de-icing agent capsule among the above-mentioned snow removal additives includes a core including an eco-friendly de-icing agent; and a capsule layer encapsulating the core.
상기 코어는 제설제를 포함하고, 이러한 코어가 캡슐층에 의해 캡슐화되어 제설제 캡슐을 형성한다. 상기 코어에 포함되는 친환경 제설제는 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 포름산 칼륨, 포름산 나트륨, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. The core contains a deicing agent, and the core is encapsulated by a capsule layer to form a deicing agent capsule. The environmentally friendly deicing agent contained in the core may contain at least one of calcium magnesium acetate, potassium acetate, sodium acetate, potassium formate, sodium formate, ethylene glycol, and propylene glycol.
상기 코어는 친환경 제설제만으로 이루어질 수 있고, 또는 다공성 물질에 친환경 제설제가 함침된 것일 수 있다. 코어가 친환경 제설제만으로 이루어진 경우에는 블랙아이스 방지나 강설시의 초기 제설 효과가 빠르게 나타나는 장점이 있고, 다공성 물질에 친환경 제설제가 함침된 코어의 경우에는, 도로의 빙결 방지 수명이 장기간 유지되는 장점이 있다.The core may be composed solely of an eco-friendly deicing agent, or may be a porous material impregnated with an eco-friendly deicing agent. If the core is composed solely of an eco-friendly deicing agent, it has the advantage of quickly showing black ice prevention or initial snow removal effects when snow falls, and if the core is a porous material impregnated with an eco-friendly deicing agent, it has the advantage of maintaining the road's anti-icing life for a long time.
이와 같이, 코어로 다공성 물질에 친환경 제설제가 함침된 것을 사용하는 경우, 상기 다공성 물질은 제올라이트 및/또는 규조토일 수 있다. 여기서 "함침"은 다공성 물질의 내부 기공에 제설제가 함침되는 좁은 의미부터, 다공성 물질의 적어도 일부에 제설제가 코팅되는 넓은 의미까지 모두 포함하는 광의의 용어일 수 있다.In this way, when using a porous material impregnated with an eco-friendly deicing agent as a core, the porous material may be zeolite and/or diatomaceous earth. Here, “impregnation” may be a broad term that includes everything from a narrow meaning in which the internal pores of the porous material are impregnated with a deicing agent, to a broad meaning in which at least a portion of the porous material is coated with a deicing agent.
다공성 물질에 친환경 제설제가 함침된 코어의 경우에는, 친환경 제설제를 물에 용해시킨 친환경 제설제 수용액에 다공성 물질을 침지하고, 다공성 물질을 꺼낸 뒤 건조시켜 얻어질 수 있다. 혹은 다공성 물질을 가열하는 동시에 친환경 제설제 수용액을 반복적으로 다공성 물질에 분사한 후, 이를 건조시켜 얻어는 것도 가능하다. 이러한 코어 제조 방법과 관련해서는 뒤에서 보다 상세하게 설명하도록 한다. In the case of a core impregnated with an eco-friendly deicing agent in a porous material, the porous material can be immersed in an eco-friendly deicing agent aqueous solution in which the eco-friendly deicing agent is dissolved in water, the porous material is taken out, and then dried. Alternatively, the porous material can be heated while the eco-friendly deicing agent aqueous solution is repeatedly sprayed onto the porous material, and then dried. This core manufacturing method will be described in more detail later.
상기 캡슐층은, 중합성 고분자 및 개시제의 중합 반응을 통해 형성될 수 있다. 이러한 캡슐층은 상기 코어의 적어도 일부 표면을 코팅하여 캡슐화시킬 수 있다. 상기 캡슐층은 수용성이기 때문에 서리나 강설 등과 같은 수분에 의해 캡슐층이 용해되거나, 수분이 캡슐층을 통과하여 캡슐 내부의 친환경 제설제를 외부로 용출시킴으로써 제설 효과를 천천히 지속적으로 장기간 유지시킬 수 있다.The above capsule layer can be formed through a polymerization reaction of a polymerizable polymer and an initiator. The capsule layer can encapsulate by coating at least a portion of the surface of the core. Since the capsule layer is water-soluble, the capsule layer can be dissolved by moisture such as frost or snow, or the moisture can pass through the capsule layer and release the eco-friendly deicing agent inside the capsule to the outside, thereby slowly and continuously maintaining the deicing effect for a long period of time.
상기 캡슐층은 중합성 고분자, 개시제가 용매 하에서 중합되어 형성될 수 있으며, 코어와 함께 반응되어 캡슐 형태를 형성할 수 있다. 이때, 캡슐층의 효과적인 형성을 위해 캡슐층 재료인 중합성 고분자 및 개시제의 총 합 100 중량부에 대하여 코어 물질에 포함되는 친환경 제설제는 최대 50 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 친환경 제설제의 함량이 중합성 고분자 및 개시제의 총 합 100 중량부에 대하여 5~50 중량부로, 바람직하게는 5~30 중량부 또는 10~20 중량부로 사용될 수 있다.The above capsule layer can be formed by polymerizing a polymerizable polymer and an initiator under a solvent, and can react with the core to form a capsule shape. At this time, for effective formation of the capsule layer, it is preferable that the eco-friendly de-icing agent included in the core material is used in an amount of up to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymerizable polymer and the initiator, which are capsule layer materials. In particular, the content of the eco-friendly de-icing agent can be used in an amount of 5 to 50 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight or 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymerizable polymer and the initiator.
일 예로, 중합성 고분자가 아크릴산과 아크릴계 가교제이고, 용매가 물인 경우를 예시로 들어서 설명하나, 중합성 고분자와 용매의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다. As an example, the polymerizable polymer is acrylic acid and an acrylic crosslinker, and the solvent is water. However, the types of polymerizable polymer and solvent are not limited to this.
예시적으로, 코어가 친환경 제설제 단독으로 이루어지는 경우, 친환경 제설제 캡슐이 코어인 친환경 제설제 9~39 wt%, 아크릴산 10~35 wt%, 아크릴 가교제 0.1~0.5 wt%, 개시제 0.1~0.5 wt% 및 물 50~80 wt%를 혼합하고 반응시켜 제조될 수 있다.For example, when the core is composed solely of an eco-friendly deicer, an eco-friendly deicer capsule can be manufactured by mixing and reacting 9 to 39 wt% of an eco-friendly deicer as the core, 10 to 35 wt% of acrylic acid, 0.1 to 0.5 wt% of an acrylic crosslinking agent, 0.1 to 0.5 wt% of an initiator, and 50 to 80 wt% of water.
또 다른 예시로, 코어가 제설제 함침 다공성 물질인 경우에는, 코어 9~35 wt%, 아크릴산 8~30 wt%, 아크릴 가교제 0.1~0.5 wt%, 개시제 0.1~0.5wt% 및 물 55~82 wt%를 혼합하고 반응시켜 캡슐층이 형성될 수 있다.As another example, when the core is a porous material impregnated with a deicer, a capsule layer can be formed by mixing and reacting 9 to 35 wt% of the core, 8 to 30 wt% of acrylic acid, 0.1 to 0.5 wt% of an acrylic crosslinker, 0.1 to 0.5 wt% of an initiator, and 55 to 82 wt% of water.
아크릴산은 캡슐층을 형성하는 주요 고분자 물질로, 상술한 중량 범위 내에서 포함될 때 코어를 충분히 캡슐화시키면서 캡슐층의 안정적인 물성을 구현할 수 있다. Acrylic acid is a major polymer material forming the capsule layer, and when included within the weight range described above, it can sufficiently encapsulate the core while realizing stable physical properties of the capsule layer.
아크릴 가교제는 상기 아크릴산을 서로 가교시켜 캡슐층의 물성 및 내구성을 향상시킬 수 있으며, 상술한 중량 범위 미만으로 포함되는 경우에는 가교에 의한 물성 향상 효과가 미미하고, 상술한 중량 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 캡슐화가 안정적으로 진행되지 않으며, 캡슐층의 경도가 과도하게 증가할 수 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.The acrylic crosslinking agent can improve the properties and durability of the capsule layer by crosslinking the acrylic acids with each other. If it is included in an amount less than the weight range described above, the effect of improving the properties by crosslinking is minimal. If it is included in an amount exceeding the weight range described above, encapsulation does not proceed stably and the hardness of the capsule layer may excessively increase. Therefore, it is preferable to include it within the weight range described above.
구체적인 아크릴 가교제로는 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA), 1,6-헥산디올 아크릴레이트(HDDA), 에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트 및 N,N′-메칠렌비스 아크릴아마이드(N,N′-Methylenebisacrylamide)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 아크릴계 가교제라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.Specific acrylic crosslinking agents include, for example, at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), 1,6-hexanediol acrylate (HDDA), ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, and N,N′-methylenebisacrylamide. However, any acrylic crosslinking agent may be used without particular limitation.
개시제는 아크릴산, 아크릴게 가교제의 중합반응을 개시하기 위한 물질로, 예를 들어, 포타슘 퍼설페이트가 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The initiator is a substance that initiates the polymerization reaction of acrylic acid and an acrylic crosslinking agent, and examples thereof include, but are not limited to, potassium persulfate.
상기 친환경 제설제 캡슐을 하기와 같은 방법으로 제조될 수 있다. 구체적으로, 친환경 제설제가 포함된 코어를 준비하는 코어 준비 단계; 상기 코어와 중합성 고분자 및 개시제를 반응시켜 캡슐화하는 캡슐화 단계; 및 캡슐화 단계를 거쳐 제조된 캡슐화물을 건조 및 분쇄하는 친환경 제설제 제조 단계;를 통해 제조될 수 있다.The above-mentioned eco-friendly de-icing agent capsule can be manufactured by the following method. Specifically, it can be manufactured through a core preparation step of preparing a core containing an eco-friendly de-icing agent; an encapsulation step of reacting the core with a polymerizable polymer and an initiator to encapsulate it; and an eco-friendly de-icing agent manufacturing step of drying and pulverizing the capsule manufactured through the encapsulation step.
이때, 상기 친환경 제설제는 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 포름산 칼륨, 포름산 나트륨, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.At this time, the eco-friendly deicing agent may include at least one of calcium magnesium acetate, potassium acetate, sodium acetate, potassium formate, sodium formate, ethylene glycol, and propylene glycol.
먼저, 상기 코어 준비 단계는, 친환경 제설제가 포함된 코어를 준비하는 단계이다. 여기서 코어는 친환경 제설제로 이루어진 것일 수 있고, 또는 다공성 물질에 친환경 제설제가 함침된 것일 수 있다.First, the core preparation step is a step of preparing a core containing an eco-friendly de-icing agent. Here, the core may be made of an eco-friendly de-icing agent, or may be a porous material impregnated with an eco-friendly de-icing agent.
일 예로, 코어가 친환경 제설제로 이루어진 경우, 코어 준비 단계는 친환경 제설제를 준비하는 단계일 수 있다.For example, if the core is made of an eco-friendly de-icing agent, the core preparation step may be a step of preparing an eco-friendly de-icing agent.
다른 예로, 제설제가 함침된 다공성 물질을 코어로 사용하는 경우, 코어 준비 단계는 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 함침시킨 뒤 건조하여 친환경 제설제가 함침된 다공성의 코어를 제조하는 단계일 수 있다. As another example, when a porous material impregnated with a deicing agent is used as a core, the core preparation step may be a step of impregnating the porous material with an eco-friendly deicing agent aqueous solution and then drying it to manufacture a porous core impregnated with an eco-friendly deicing agent.
이 경우의 구체적인 상기 코어 준비 단계는, 친환경 제설제 수용액에 다공성 물질을 침지하거나, 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 분무하여 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 함침시키는 함침 단계; 친환경 제설제 수용액이 함침된 다공성 물질을 건조하는 건조 단계;를 포함할 수 있다.In this case, the specific core preparation steps may include an impregnation step of immersing the porous material in an eco-friendly deicing agent solution or spraying the eco-friendly deicing agent solution onto the porous material to impregnate the porous material with the eco-friendly deicing agent solution; a drying step of drying the porous material impregnated with the eco-friendly deicing agent solution.
상기 함침 단계는, 친환경 제설제 수용액에 다공성 물질을 침지시키는 단계 혹은, 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 분무하여 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 함침시키는 단계일 수 있다.The above impregnation step may be a step of immersing the porous material in an eco-friendly de-icing agent solution, or a step of spraying the eco-friendly de-icing agent solution onto the porous material to impregnate the porous material with the eco-friendly de-icing agent solution.
일 예로, 침지 방식으로 함침 단계가 수행되는 경우에는, 물, 다공성 물질 및 친환경 제설제를 혼합하고 교반한 후, 여과를 통해 친환경 제설제가 함침된 다공성 물질을 획득하는 방식으로 함침 단계가 수행될 수 있다. 혼합 순서는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 물에 다공성 물질을 침지시켜 다공성 물질의 기공 내부까지 물을 침투시킨 뒤 여기에 친환경 제설제를 투입하고 교반하는 방식으로 수행되거나, 다른 예로는, 친환경 제설제와 물이 혼합된 친환경 제설제 수용액에 다공성 물질을 침지시키고 교반하는 방식으로 수행될 수 있다.For example, when the impregnation step is performed by an immersion method, the impregnation step can be performed by mixing and stirring water, a porous material, and an eco-friendly deicing agent, and then obtaining a porous material impregnated with the eco-friendly deicing agent through filtration. The order of mixing is not particularly limited, and for example, the impregnation step can be performed by immersing the porous material in water to allow water to penetrate into the pores of the porous material, and then adding the eco-friendly deicing agent thereto and stirring, or as another example, the impregnation step can be performed by immersing the porous material in an eco-friendly deicing agent solution mixed with an eco-friendly deicing agent and water and stirring.
함침 단계가 상기와 같이 침지 방식으로 수행되는 경우에는, 다공성 물질과 물의 혼합액에 친환경 제설제를 혼합하는 방식으로 수행될 수 있으며, 이때의 조성은 다공성 물질 6~30 wt%와 친환경 제설제 3~30 wt% 및 잔량의 물이 혼합되도록 구성될 수 있다. When the impregnation step is performed by immersion as described above, it can be performed by mixing an eco-friendly de-icing agent into a mixture of a porous material and water, and the composition at this time can be configured to mix 6 to 30 wt% of the porous material, 3 to 30 wt% of the eco-friendly de-icing agent, and the remainder of water.
다른 예로, 분무 방식으로 함침 단계가 수행되는 경우에는, 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 분무하는 방식으로 함침 단계가 수행될 수 있다. 이 단계 역시, 침지 방식과 마찬가지로, 다공성 물질에 물과 친환경 제설제가 혼합된 수용액을 분무할 수 있으며, 이때 다공성 물질 6~30 wt%, 친환경 제설제 3~30 wt% 및 잔량의 물이 사용될 수 있다.As another example, when the impregnation step is performed by spraying, the impregnation step can be performed by spraying an eco-friendly de-icing agent aqueous solution onto the porous material. In this step as well, as in the immersion method, an aqueous solution containing water and an eco-friendly de-icing agent can be sprayed onto the porous material, and at this time, 6 to 30 wt% of the porous material, 3 to 30 wt% of the eco-friendly de-icing agent, and the remainder of water can be used.
이때, 다공성 물질은 50~120℃로 계속 가열되고 있는 상태인 것이 바람직하며, 이 경우에는 분무된 친환경 제설제 수용액 내 수분이 빠르게 건조되므로 친환경 제설제 함침 효율이 증가하며, 후속 단계인 건조 단계의 공정 시간을 단축시킬 수 있다.At this time, it is desirable that the porous material is continuously heated to 50 to 120℃. In this case, the moisture in the sprayed eco-friendly deicing agent solution dries quickly, so the eco-friendly deicing agent impregnation efficiency increases, and the process time of the subsequent drying step can be shortened.
또한, 이 단계에서 다공성 물질에는 지속적이거나 간헐적인 교반이 가해질 수 있다. 예를 들어, 가열 진동판 위에 다공성 물질을 펼쳐놓고 가열하면서 간헐적으로 혹은 지속적으로 진동을 가하며 제설제 수용액을 분무할 수 있다. 이를 통해 다공성 물질 전면에 친환경 제설제가 균일하게 함침될 수 있는 장점이 있다. In addition, the porous material can be subjected to continuous or intermittent stirring at this stage. For example, the porous material can be spread on a heated vibrating plate and sprayed with intermittent or continuous vibration while heating. This has the advantage of allowing the environmentally friendly deicing agent to be uniformly impregnated over the entire surface of the porous material.
한편, 상기 건조 단계는 친환경 제설제 수용액이 함침된 다공성 물질을 건조하는 단계일 수 있다. 건조는 친환경 제설제 수용액이 함침된 다공성 물질에서 수분이 묻어나오지 않는 정도 혹은 이보다 좀 더 건조되도록 수행될 수 있다. 건조 온도는 95~120℃일 수 있으며, 건조 시간은 상술한 정도로 건조될 때까지 적절히 설정될 수 있다.Meanwhile, the drying step may be a step of drying the porous material impregnated with the eco-friendly deicing agent aqueous solution. The drying may be performed to a degree where moisture does not leak out from the porous material impregnated with the eco-friendly deicing agent aqueous solution or to a degree slightly more dry than that. The drying temperature may be 95 to 120°C, and the drying time may be appropriately set until the porous material is dried to the degree described above.
다음으로 캡슐화 단계는, 상기 코어와 중합성 고분자 및 개시제를 반응시켜 캡슐화하는 단계로, 중합성 고분자로 아크릴산 및 아크릴계 가교제를 사용하는 경우에는 코어와 아크릴산, 아크릴계 가교제 및 개시제를 70~90℃에서 1~6시간 동안 중합시켜 캡슐화하는 단계일 수 있다. 이 단계에서 코어의 종류에 따라 원료 조성의 적어도 일부가 변경될 수 있다.Next, the encapsulation step is a step of encapsulating by reacting the core with a polymerizable polymer and an initiator. When acrylic acid and an acrylic crosslinking agent are used as the polymerizable polymer, this may be a step of encapsulating by polymerizing the core, acrylic acid, an acrylic crosslinking agent, and an initiator at 70 to 90° C. for 1 to 6 hours. At least a part of the raw material composition may be changed in this step depending on the type of the core.
구체적으로, 코어가 친환경 제설제 단독으로 이루어진 경우에는, 친환경 제설제 9~39 wt%, 중합성 고분자 10.1~35.5 wt%, 개시제 0.1~0.5 wt% 및 물 50~80 wt%를 반응시키는 단계일 수 있다. 이때, 중합성 고분자로 아크릴산 및 아크릴계 가교제가 사용되면, 아크릴산 10~35 wt%, 가교제 0.1~0.5 wt%의 중량 범위로 반응될 수 있다.Specifically, in the case where the core is composed solely of an eco-friendly deicing agent, the reaction may be a step of reacting 9 to 39 wt% of the eco-friendly deicing agent, 10.1 to 35.5 wt% of the polymerizable polymer, 0.1 to 0.5 wt% of the initiator, and 50 to 80 wt% of water. At this time, when acrylic acid and an acrylic crosslinking agent are used as the polymerizable polymer, the reaction may be performed in a weight range of 10 to 35 wt% of the acrylic acid and 0.1 to 0.5 wt% of the crosslinking agent.
또한, 코어가 제설제 함침 다공성 물질인 경우에는, 코어 9~35 wt%, 중합성 고분자 8.1~30.5 wt%, 개시제 0.1~0.5wt% 및 물 55~82 wt%를 반응시키는 단계일 수 있다. 중합성 고분자로 아크릴산 및 아크릴계 가교제가 사용되면, 아크릴산 8~30 wt%, 가교제 0.1~0.5 wt%의 중량 범위로 반응될 수 있다.In addition, when the core is a porous material impregnated with a deicer, it can be a step of reacting 9 to 35 wt% of the core, 8.1 to 30.5 wt% of the polymerizable polymer, 0.1 to 0.5 wt% of the initiator, and 55 to 82 wt% of water. When acrylic acid and an acrylic crosslinking agent are used as the polymerizable polymer, the reaction can be performed in a weight range of 8 to 30 wt% of acrylic acid and 0.1 to 0.5 wt% of the crosslinking agent.
이 단계를 통해 아크릴 중합체 내부에 코어가 분산된 젤(gel) 형태의 합성물인 캡슐화물이 얻어질 수 있다. 캡슐화 단계에서 젤 형태의 합성물이 얻어지면 캡슐화가 진행된 것으로 판단하며, 추가적으로 1~5시간 동안 반응을 더 진행시키는 에이징 과정을 수행할 수 있다. 이러한 중합 반응은, 산소와의 부반응을 억제하기 위해 비활성 가스 하에서 수행될 수 있으며, 비활성 가스로는 질소, 헬륨, 아르곤 등이 사용될 수 있다.Through this step, a gel-shaped composite, which is an encapsulation, in which a core is dispersed inside an acrylic polymer can be obtained. When a gel-shaped composite is obtained in the encapsulation step, it is judged that encapsulation has been performed, and an aging process can be performed to further promote the reaction for 1 to 5 hours. This polymerization reaction can be performed under an inert gas to suppress side reactions with oxygen, and nitrogen, helium, argon, etc. can be used as the inert gas.
마지막으로, 친환경 제설제 캡슐 제조 단계는, 캡슐화 단계를 거쳐 제조된 캡슐화물을 건조 및 분쇄하여 친환경 제설제 캡슐을 제조하는 단계이다. 이를 위해 먼저 상기 캡슐화 단계에서 제조된 캡슐화물이 포함된 혼합물을 여과하여 잔량의 물을 제거하는 단계가 선행될 수 있다.Lastly, the eco-friendly de-icing agent capsule manufacturing step is a step of manufacturing an eco-friendly de-icing agent capsule by drying and crushing the capsule manufactured through the encapsulation step. To this end, a step of filtering the mixture containing the capsule manufactured through the encapsulation step to remove the remaining water may be performed first.
이어서, 여과된 캡슐화물을 건조하고 분쇄하여 분말상의 친환경 제설제 캡슐을 제조하는 단계가 수행된다. 이때 건조는 캡슐화물이 젤상(phase)이 아닌 고상이 될 때까지 수행될 수 있으며, 예를 들어서 80~110℃에서 2~10시간 동안 건조가 수행될 수 있다. Next, a step of drying and crushing the filtered encapsulated substance to manufacture an environmentally friendly de-icing agent capsule in powder form is performed. At this time, drying can be performed until the encapsulated substance becomes a solid phase rather than a gel phase, and for example, drying can be performed at 80 to 110°C for 2 to 10 hours.
분쇄 방법은 특별히 제한되지 않으며, 분쇄된 입자의 크기가 마이크로 수준이 되도록 분쇄될 수 있다. 예를 들어, 10~500㎛가 되도록 분쇄될 수 있으며, 필요에 따라서는 체질을 통해 입자 크기를 선별할 수 있다.The method of pulverization is not particularly limited, and pulverization can be performed so that the size of the pulverized particles is at the micro level. For example, pulverization can be performed so as to be 10 to 500 μm, and the particle size can be selected through sieving if necessary.
이러한 제조 방법을 거쳐 코어가 캡슐층에 의해 캡슐화된 친환경 제설제 캡슐이 제조될 수 있으며, 이러한 친환경 제설제 캡슐은 아스팔트나 콘크리트에 혼합되어 결빙 방지 기능을 갖는 포장도로 시공에 사용될 수 있다.Through this manufacturing method, an eco-friendly de-icing agent capsule can be manufactured in which a core is encapsulated by a capsule layer, and this eco-friendly de-icing agent capsule can be mixed with asphalt or concrete and used in the construction of pavement having an anti-icing function.
상기 친환경 제설제 캡슐은 제설제가 코어에 위치하고 이러한 코어가 수용성의 캡슐층에 의해 캡슐화된 형태를 갖기 때문에 도로에 수분이 존재하면 제설제가 용출되어 도로의 빙결을 억제할 수 있으며, 캡슐에 의해 제설제가 단기간에 용출되는 것이 방지되므로 도로의 빙결억제 기능이 장기간 유지될 수 있는 장점이 있다. The above eco-friendly deicing agent capsules have a form in which the deicing agent is positioned in the core and the core is encapsulated by a water-soluble capsule layer, so that when moisture exists on the road, the deicing agent is dissolved to prevent freezing on the road. In addition, since the deicing agent is prevented from being dissolved in a short period of time by the capsule, there is an advantage in that the deicing-inhibiting function of the road can be maintained for a long period of time.
상기 아스팔트 혼합물은, 아스팔트 100 중량부에 대하여 친환경 제설제 캡슐 5~40 중량부를 포함할 수 있고, 필요에 따라 추가로 상기 아스팔트 100 중량부에 대하여 개질유황 1~10 중량부를 더 포함할 수 있다.The above asphalt mixture may contain 5 to 40 parts by weight of an environmentally friendly deicing agent capsule per 100 parts by weight of asphalt, and may additionally contain 1 to 10 parts by weight of modified sulfur per 100 parts by weight of asphalt, if necessary.
상기 친환경 제설제 캡슐은 상술한 중량 범위 내에서 포함될 때, 포장체의 결합력이나 물성 저하를 야기하지 않으면서 결빙 방지 효과를 얻을 수 있다. 보다 바람직하게는, 아스팔트 100 중량부에 대하여 친환경 제설제 캡슐 20~40 중량부가 포함될 수 있고, 이 경우, 약 3시간 이상, 평균 5시간 반의 시간 동안 결빙 방지 효과를 얻을 수 있다. The above-mentioned eco-friendly deicing agent capsules, when included within the weight range described above, can obtain an anti-icing effect without causing a deterioration in the bonding strength or physical properties of the pavement. More preferably, 20 to 40 parts by weight of the eco-friendly deicing agent capsules can be included with respect to 100 parts by weight of asphalt, and in this case, an anti-icing effect can be obtained for about 3 hours or more, and an average of 5 and a half hours.
한편, 상기 아스팔트 혼합물은, 필요에 따라 추가로 상기 골재 100 중량부에 대하여 개질유황 3~9 중량부를 더 포함할 수 있다. 이러한 개질유황은 포장층의 결합력 향상을 위해 첨가되는 것으로, 유황을 디시클로 펜타디엔계 개질재와 헤테로 고리 아민류 화합물로 개질시킨 것일 수 있다. 구체적으로, 유황 100 중량부를 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)계 개질제 0.1~100 중량부 및 헤테로 고리 아민(hetero cyclic amine)류 화합물 0.01~200 중량부로 개질시킨 것일 수 있으며, 액체 또는 고체의 상(phase)을 가질 수 있다.Meanwhile, the asphalt mixture may further contain 3 to 9 parts by weight of modified sulfur per 100 parts by weight of the aggregate, if necessary. The modified sulfur is added to improve the bonding strength of the pavement layer, and may be sulfur modified with a dicyclo pentadiene-based modifier and a heterocyclic amine compound. Specifically, 100 parts by weight of sulfur may be modified with 0.1 to 100 parts by weight of a dicyclo pentadiene-based modifier and 0.01 to 200 parts by weight of a heterocyclic amine compound, and may have a liquid or solid phase.
상기 유황은 통상의 유황 단체이고, 이러한 유황으로는 천연 유황, 또는 석유나 천연 가스의 탈황에 의해 생성한 유황을 들 수 있고, 유황을 120℃ 이상, 바람직하게는 125∼140℃에서 가열 용융한 용융 유황일 수 있다.The above sulfur is a typical sulfur group, and such sulfur may include natural sulfur or sulfur produced by desulfurization of petroleum or natural gas, and may be molten sulfur obtained by heating and melting sulfur at 120°C or higher, preferably 125 to 140°C.
상기 디시클로 펜타디엔계 개질제로 디시클로 펜타디엔이 단독으로 사용되거나, 디시클로 펜타디엔에 시클로 펜타디엔, 디시클로 펜타디엔의 유도체 및 시클로 펜타디엔의 유도체 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가된 디시클로 펜타디엔 혼합물이 사용될 수 있으며, 디시클로 펜타디엔 또는 상기 디시클로 펜타디엔 혼합물에 디펜텐(dipentene), 비닐 톨루엔, 스티렌 모노머, 디시클로 펜텐 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가된 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 시클로 펜타디엔의 유도체로는 예를 들어, 메틸 시클로 펜타디엔 및 메틸 디시클로 펜타디엔 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.As the above dicyclopentadiene-based modifier, dicyclopentadiene may be used alone, or a dicyclopentadiene mixture in which at least one of cyclopentadiene, a dicyclopentadiene derivative, and a cyclopentadiene derivative is added to dicyclopentadiene may be used, and a mixture in which at least one of dipentene, vinyl toluene, styrene monomer, and dicyclopentene is added to dicyclopentadiene or the dicyclopentadiene mixture may be used. As the cyclopentadiene derivative, at least one of methyl cyclopentadiene and methyl dicyclo pentadiene may be used, but is not limited thereto.
이러한 디시클로 펜타디엔계 개질제의 예시적인 조성으로, 디시클로 펜타디엔 약 65∼75 중량%, 시클로 펜타디엔 약 10∼20 중량%, 이들의 유도체(메틸 시클로 펜타디엔, 메틸 디시클로 펜타디엔 등) 약 10∼20 중량%, 및 기타 성분 약 0.1∼1.5 중량%을 포함하는 조성물이 제시될 수 있다. As an exemplary composition of such a dicyclo pentadiene-based modifier, a composition including about 65 to 75 wt% of dicyclo pentadiene, about 10 to 20 wt% of cyclo pentadiene, about 10 to 20 wt% of derivatives thereof (methyl cyclo pentadiene, methyl dicyclo pentadiene, etc.), and about 0.1 to 1.5 wt% of other components can be presented.
상기 디시클로 펜타디엔계 개질제는, 디시클로 펜타디엔의 함유량이 약 70 중량% 이상인 것(이를 "순도 70%"라고 한다)이 바람직하며, 디시클로 펜타디엔이라는 이름으로 출시된 시판품이라면 대부분 본 발명의 디시클로 펜타디엔계 개질제로 사용 가능하다.The above dicyclo pentadiene-based modifier preferably has a dicyclo pentadiene content of about 70 wt% or more (referred to as “70% purity”), and most commercially available products released under the name of dicyclo pentadiene can be used as the dicyclo pentadiene-based modifier of the present invention.
상기 디시클로 펜타디엔계 개질제는 유황 100 중량부에 대하여 0.1∼100 중량부, 바람직하게는 1∼70 중량부로 첨가될 수 있다. 통상 유황 개질시 디시클로 펜타디엔계 개질제를 사용하는 경우, 디시클로 펜타디엔의 첨가량이 많을수록 반응 진행에 따른 점도 증가 및 이에 따른 반응 탱크 손상 등의 문제로 인해 최대 약 30 중량부 정도로 사용하는 것이 일반적이나, 본 발명의 경우에는 저점도인 경우에는 액상의 개질유황으로, 고점도인 경우에는 고상의 개질유황으로 제조하여 사용하므로, 디시클로 펜타디엔계 개질제를 상기와 같이 고함량으로 사용하는 것이 가능하다.The above dicyclopentadiene-based modifier can be added in an amount of 0.1 to 100 parts by weight, and preferably 1 to 70 parts by weight, per 100 parts by weight of sulfur. When a dicyclopentadiene-based modifier is used in conventional sulfur modification, the more dicyclopentadiene is added, the more likely it is that the viscosity will increase as the reaction progresses and the resulting damage to the reaction tank will occur. Therefore, it is common to use the dicyclopentadiene-based modifier in an amount of up to about 30 parts by weight. However, in the present invention, since the modified sulfur is manufactured and used in a liquid state in the case of low viscosity and in a solid state in the case of high viscosity, it is possible to use the dicyclopentadiene-based modifier in a high content as described above.
특히, 반응 억제제나 점도 조절제 등의 기능을 하는 아민 화합물을 함께 사용하므로, 종래의 기술과는 달리 합성 과정에서의 문제점을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 헤테로 고리 아민류를 함께 사용함으로써 종래 개질유황에서는 나타나지 않던 100℃ 이하의 온도에서 재용융되는 성질이 발현될 수 있다.In particular, since an amine compound that functions as a reaction inhibitor or viscosity regulator is used together, not only can problems in the synthesis process be prevented unlike conventional technologies, but also, by using heterocyclic amines together, a property of remelting at a temperature of 100℃ or lower, which did not appear in conventional modified sulfur, can be exhibited.
상기 아민 화합물은 알킬아민 또는 헤테로고리아민류일 수 있다.The above amine compound may be an alkylamine or a heterocyclic amine.
상기 알킬아민으로는, 예를 들어, 메틸아민, 에틸아민, n-프로필아민, 이소-프로필아민, n-부틸아민, 이소-부틸아민, sec-부틸아민, n-아밀아민, 이소-아밀아민, n-헥실아민, 2-아미노헥산, 이소헥실아민, 3,3-디메틸-2-부탄아민, 2-아미노-4-메틸펜탄, 3,3-디메틸부틸아민, 3,3-디메틸-2-부틸아민, 1-아미노-2-에틸-n-부탄 및 3-아미노-3-메틸펜탄 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the above alkylamine, for example, at least one or more of methylamine, ethylamine, n-propylamine, iso-propylamine, n-butylamine, iso-butylamine, sec-butylamine, n-amylamine, iso-amylamine, n-hexylamine, 2-aminohexane, isohexylamine, 3,3-dimethyl-2-butanamine, 2-amino-4-methylpentane, 3,3-dimethylbutylamine, 3,3-dimethyl-2-butylamine, 1-amino-2-ethyl-n-butane, and 3-amino-3-methylpentane can be used, but is not limited thereto.
상기 헤테로 고리 아민류 화합물은 피리딘(pyridine), 피리딘의 동족체, 피리딘의 이성질체, 피리딘의 동족체의 이성질체, 퀴놀린(quinoline), 이소퀴놀린(isoquinoline), 아크리딘(acridine) 및 피롤(pyrrole)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.The above heterocyclic amine compound may be at least one selected from the group consisting of pyridine, homologues of pyridine, isomers of pyridine, isomers of homologues of pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, and pyrrole.
피리딘은 콜타르의 경유 중에 그 동족체인 피콜린(picoline), 루티딘(lutidine)과 함께 다량으로 존재하며, 공업적으로는 이와 같은 동족체인 피리딘 염기(pyridine base)에서 만들어지는 헤테로 고리 화합물(hetero cyclic compound)이다. 피리딘은 무색의 악취를 가진 액체로, 분자량 79.10, 녹는점 -42℃, 끓는점 115.5℃, 비중 0.9779(25℃)를 가지는 물질이며, 그 유도체는 한찌(Hantzsch) 합성에 의해 합성되는데, 피리딘의 유도체 (derivative)에는 각종 피리딘 카르복실산, 피리딘 술폰산, 피리딘 알데히드 등이 있다. Pyridine exists in large quantities in the crude oil of coal tar together with its homologues picoline and lutidine, and is an industrially produced heterocyclic compound from its homologue pyridine base. Pyridine is a colorless liquid with a bad odor, and has a molecular weight of 79.10, a melting point of -42℃, a boiling point of 115.5℃, and a specific gravity of 0.9779 (25℃). Its derivatives are synthesized by the Hantzsch synthesis, and pyridine derivatives include various pyridine carboxylic acids, pyridine sulfonic acids, and pyridine aldehyde.
피리딘과 거의 비슷한 물성을 지니고 있는 피콜린은 메틸 피리딘(methyl pyridine)이라고도 하며, 메틸기의 위치에 따라 3종의 이성질체(2-methylpyridine, 3-methylpyridine 및 4-methylpyridine)가 존재한다. 루티딘은 (2,3), (2,4), (2,5), (2,6), (3,4), (3,5) 등 6종류의 이성질체가 있으며, 본 발명에서 사용되는 헤테로 고리 아민류가 상기에 열거된 물질에 한정되는 것은 아니다.Picoline, which has properties almost similar to pyridine, is also called methyl pyridine, and exists in three types of isomers (2-methylpyridine, 3-methylpyridine, and 4-methylpyridine) depending on the position of the methyl group. Lutidine has six types of isomers, including (2,3), (2,4), (2,5), (2,6), (3,4), and (3,5), and the heterocyclic amines used in the present invention are not limited to the substances listed above.
한편 헤테로 고리 아민류는, 유황 100 중량부에 대하여 0.01∼200 중량부, 바람직하게는 0.01∼100 중량부로 첨가될 수 있다.Meanwhile, heterocyclic amines can be added in an amount of 0.01 to 200 parts by weight, preferably 0.01 to 100 parts by weight, per 100 parts by weight of sulfur.
상기 개질유황은 최종 생성물의 물성 확보를 위해 다양한 순서로 원료를 혼합시키고 열처리나 냉각 등의 공정을 수행하여 제조될 수 있다. The above modified sulfur can be manufactured by mixing raw materials in various orders and performing processes such as heat treatment or cooling to secure the properties of the final product.
일 예로, 유황과 디시클로 펜타디엔계 개질제를 혼합하고 가열 반응시킨 후, 헤테로 고리 아민류 화합물을 첨가하고 가열 처리하여 액상의 개질유황을 제조할 수 있다. For example, liquid modified sulfur can be produced by mixing sulfur and a dicyclopentadiene-based modifier, heating and reacting them, then adding a heterocyclic amine compound and performing a heat treatment.
일 예로, 디시클로 펜타디엔계 개질제와 헤테로 고리 아민류 화합물을 혼합한 후, 유황을 첨가하고 가열 처리하여 액상의 개질유황을 제조할 수 있다.For example, a liquid modified sulfur can be produced by mixing a dicyclopentadiene-based modifier and a heterocyclic amine compound, adding sulfur, and then performing a heat treatment.
일 예로, 유황과 헤테로 고리 아민류 화합물을 혼합하고 가열하여 반응시킨 후, 디시클로 펜타디엔계 개질제를 첨가하고 가열 처리하여 액상의 개질유황을 제조할 수 있다.For example, liquid modified sulfur can be produced by mixing sulfur and a heterocyclic amine compound, heating to react, then adding a dicyclopentadiene-based modifier and performing a heat treatment.
일 예로, 유황과 디시클로 펜타디엔계 개질제를 혼합하고 가열 반응시킨 후 냉각하여 고상 반응물을 제조하고, 이 고상 반응물을 재용융하여 여기에 헤테로 고리 아민류 화합물을 첨가하고 가열 처리하여 액상의 개질유황을 제조할 수 있다.For example, sulfur and a dicyclopentadiene-based modifier are mixed, heated and reacted, then cooled to produce a solid reactant, and the solid reactant is remelted, a heterocyclic amine compound is added thereto, and then heat-treated to produce a liquid modified sulfur.
상기 개질유황 제조시 첨가되는 헤테로 고리 아민류 화합물이 유황 100 중량부에 대하여 약 5 중량부 이상으로 포함되는 경우에는 유황 특유의 악취가 존재하므로, 이를 기화시키는 것이 바람직하며, 이러한 기화를 통해 개질유황의 물성이 전체적으로 더 안정화될 수 있다. When the heterocyclic amine compound added during the manufacture of the above modified sulfur is included in an amount of about 5 parts by weight or more per 100 parts by weight of sulfur, a characteristic sulfur-like odor is present, so it is desirable to vaporize it, and through such vaporization, the overall properties of the modified sulfur can be further stabilized.
기화는 개질유황 전구체가 생성되기 시작하는 시점 근처에 수행되는 것이 바람직하며, 이 시점은, 점도가 0.01∼100.0 Pa·s, 바람직하게는 0.1∼10.0 Pa·s의 범위로 유지될 때일 수 있다. 이 경우, 개질유황 전구체가 생성되기 시작하는 시점을 좀 더 정확하게 측정하기 위하여 GPC 측정으로 분자량 분포를 분석하면 해당 시점을 보다 용이하고 정확하게 판단할 수 있으나, 반응이 연속적으로 진행되고 있는 경우에는 주기적으로 측정을 수행해야하는 번거로움이 있으므로, 하키 점도계 (hakee viscometer)와 같은 기종을 장착하여 실시간으로 측정하는 것이 편리하다.It is preferable that the vaporization be performed near the point in time when the modified sulfur precursor starts to be generated, and this point in time can be when the viscosity is maintained in the range of 0.01 to 100.0 Pa·s, preferably 0.1 to 10.0 Pa·s. In this case, in order to more accurately measure the point in time when the modified sulfur precursor starts to be generated, analyzing the molecular weight distribution by GPC measurement can make it easier and more accurate to determine the point in time, but if the reaction is continuously progressing, there is the hassle of having to perform periodic measurements, so it is convenient to measure in real time by equipping a device such as a Haki viscometer.
이렇게 제조된 개질유황은, 100℃ 이하의 온도에서 용융될 수 있고, 약 60℃에서도 용융될 수 있어, 사용이 용이하다. 특히, 아스팔트와의 혼합을 위해 용융 아스팔트에 혼합되면, 고상의 개질유황도 재용융되어 아스팔트와 용이하게 혼합될 수 있다. Modified sulfur manufactured in this way can be melted at a temperature of 100℃ or less, and can also be melted at about 60℃, so it is easy to use. In particular, when mixed with molten asphalt for mixing with asphalt, the solid modified sulfur can also be re-melted and easily mixed with asphalt.
개질유황은이 추가로 더 첨가되는 경우, 개질유황은 골재 100 중량부에 대하여 3~9 중량부로 포함될 수 있는데, 개질유황의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 개질유황에 의한 결합력 향상 및 포장층의 물성 향상 등의 효과를 얻기 곤란하고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 포장층의 물성이 오히려 불량해지고, 과도한 점도 증가에 의한 작업성 저하 문제를 야기할 수 있으므로 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.When modified sulfur is additionally added, the modified sulfur may be included in an amount of 3 to 9 parts by weight per 100 parts by weight of aggregate. However, when the content of modified sulfur is less than the above range, it is difficult to obtain the effects of improved bonding strength and improved physical properties of the pavement layer due to modified sulfur, and when it exceeds the above range, the physical properties of the pavement layer may rather deteriorate, and workability may be deteriorated due to excessive increase in viscosity. Therefore, it is preferable that it be included within the weight range described above.
이 외에도 필요에 따라 아스팔트 혼합물에 추가적인 첨가제가 더 포함될 수 있으며, 예를 들어, 고분자 바인더, 안료, 프로세스 오일 등이 첨가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, additional additives may be included in the asphalt mixture as needed, including but not limited to polymer binders, pigments, process oils, etc.
이하, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명의 구체적인 작용과 효과를 설명하고자 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로서 제시된 것으로, 실시예에 따라 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the specific operation and effect of the present invention will be explained through an embodiment of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention, and the scope of the rights of the present invention is not limited according to the embodiment.
[제조예 1][Manufacturing Example 1]
캡슐화 반응 진행 여부를 평가하기 위해, 코어 물질을 준비하고, 코어 20g, 아크릴산 19.6g, 가교제인 PEGDA 0.2g, 개시제인 포타슘 퍼설페이트 0.2g 및 물 60g을 혼합한 뒤, 75±2℃로 승온하고 교반하여 1시간 동안 중합시켰으며, 2시간 더 에이징 반응시키고 중합 반응을 종료하여 캡슐화 반응을 수행하였다.To evaluate whether the encapsulation reaction was in progress, a core material was prepared, and 20 g of the core, 19.6 g of acrylic acid, 0.2 g of PEGDA as a crosslinking agent, 0.2 g of potassium persulfate as an initiator, and 60 g of water were mixed, then the temperature was raised to 75±2°C, stirred, and polymerized for 1 hour. After an aging reaction for 2 more hours, the polymerization reaction was terminated, and the encapsulation reaction was performed.
코어로는 친환경 제설제인 칼슘 마그네슘 아세테이트(CMA), 포름산 나트륨(SF)을 준비하였고, 일반 상용 제설제로 불가사리(ECO-ST1, ㈜스타스테크)와 염화나트륨을 준비하였다.As cores, eco-friendly deicing agents such as calcium magnesium acetate (CMA) and sodium formate (SF) were prepared, and as general commercial deicing agents, Bulgasari (ECO-ST1, Star Tech Co., Ltd.) and sodium chloride were prepared.
[제조예 2][Manufacturing Example 2]
캡슐화 반응 진행 여부를 평가하기 위해, 코어 물질을 준비하고, 코어 20g, 아크릴산 19.4g, 가교제인 PEGDA 0.3g, 개시제인 포타슘 퍼설페이트 0.3g 및 물 60g을 혼합한 뒤, 75±2℃로 승온하고 교반하여 1시간 동안 중합시켰으며, 2시간 더 에이징 반응시키고 중합 반응을 종료하여 캡슐화 반응을 수행하였다.To evaluate whether the encapsulation reaction was in progress, a core material was prepared, and 20 g of the core, 19.4 g of acrylic acid, 0.3 g of PEGDA as a crosslinking agent, 0.3 g of potassium persulfate as an initiator, and 60 g of water were mixed, then the temperature was raised to 75±2°C, stirred, and polymerized for 1 hour. After an aging reaction for 2 more hours, the polymerization reaction was terminated, and the encapsulation reaction was performed.
코어로는 제조예 1에서 사용된 친환경 제설제가 다공성 물질에 함침된 것을 사용하였으며, 이러한 코어 물질은 침지 방식과 분무 방식 두 가지 방식으로 제조하였다.The core used was an eco-friendly de-icing agent impregnated into a porous material as used in Manufacturing Example 1, and this core material was manufactured using two methods: immersion and spraying.
구체적으로, 침지 방식은, 물 70g에 규조토 16g을 넣고 80℃에서 30분간 교반하고, 여기에 제설제 14g을 넣어 동일 온도에서 2시간 동안 교반한 뒤 제설제 함침 규조토를 여과하고 103℃에서 2시간 동안 건조시키는 방식을 이용하였다.Specifically, the immersion method involved adding 16 g of diatomaceous earth to 70 g of water and stirring at 80°C for 30 minutes, adding 14 g of a deicer to the mixture and stirring at the same temperature for 2 hours, then filtering the deicer-impregnated diatomaceous earth and drying it at 103°C for 2 hours.
또한, 분무 방식은, 103℃의 열판에 규조토 16g을 펼쳐놓고, 물 70g과 제설제 14g이 완전히 혼합된 제설제 수용액을 상기 규조토에 모두 분사한 뒤, 수분이 제거될 때까지 추가로 더 건조시키는 방식을 이용하였다.In addition, the spray method was used, in which 16 g of diatomaceous earth was spread on a 103℃ hot plate, a deicing agent solution containing 70 g of water and 14 g of deicing agent was completely mixed, sprayed onto all of the diatomaceous earth, and then further dried until the moisture was removed.
제조예 1과 제조예 2를 통해 표 1의 캡슐화물을 제조하였다.The encapsulated materials in Table 1 were manufactured through Manufacturing Examples 1 and 2.
[실험예 1][Experimental Example 1]
제조예 1의 방법으로 제조된 샘플 1~4의 캡슐화 진행 여부를 평가하였으며, 캡슐층 재료(아크릴산, 가교제 및 개시제)의 총 함량 100 중량부에 대한 친환경 제설제의 사용량을 변화시키고, 이에 따른 캡슐화 진행 여부를 평가하여 그 결과를 표 2에 기재하였다. 캡슐화 진행 여부는, 중합 및 에이징 후 혼합물이 젤 형태로 변하면 캡슐화가 진행된 것으로 평가하고, 젤 형태로 변하지 않으면 캡슐화가 진행되지 않은 것으로 평가하였다. 또한, 표 2에서 코어 함량은 캡슐층 재료 100 중량부에 대한 중량비를 의미하며, 추가로 코어 함량 20 중량부일 때의 실험 결과 사진을 도 1에 첨부하였다.The progress of encapsulation of Samples 1 to 4 manufactured by the method of Manufacturing Example 1 was evaluated, and the amount of eco-friendly deicing agent used relative to 100 parts by weight of the total content of capsule layer materials (acrylic acid, crosslinking agent, and initiator) was changed, and the progress of encapsulation was evaluated accordingly, and the results are shown in Table 2. The progress of encapsulation was evaluated as progressing if the mixture changed into a gel form after polymerization and aging, and as not progressing if it did not change into a gel form. In addition, the core content in Table 2 means the weight ratio relative to 100 parts by weight of the capsule layer material, and an experimental result photograph when the core content was 20 parts by weight was additionally attached to Fig. 1.
실험 결과, 친환경 제설제가 코어로 사용된 경우, 제설제 종류에 관계없이 캡슐층 재료 100 중량부 대비 친환경 제설제가 50 중량부 이하로 사용될 때 캡슐화가 진행되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 제설제의 안정적인 캡슐화 진행을 위해 캡슐층 재료 100 중량부에 대하여 제설제는 최대 50 중량부로 사용되는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.As a result of the experiment, when an eco-friendly deicing agent was used as a core, it was confirmed that encapsulation was performed when the eco-friendly deicing agent was used in an amount of 50 parts by weight or less per 100 parts by weight of the capsule layer material, regardless of the type of deicing agent. Therefore, it was confirmed that it is desirable to use a maximum of 50 parts by weight of the deicing agent per 100 parts by weight of the capsule layer material in order to ensure stable encapsulation of the deicing agent.
[실험예 2][Experimental Example 2]
제조예 2의 방법으로 제조된 샘플 5~12의 캡슐화 진행 여부를 평가하였으며, 캡슐층 재료(아크릴산, 가교제 및 개시제)의 총 함량 100 중량부에 대한 친환경 제설제의 사용량을 변화시키고, 이에 따른 캡슐화 진행 여부를 평가하여 그 결과를 표 3에 기재하였다. 표 3에서 제설제 함량은 캡슐층 재료의 총 함량 100 중량부에 대한 중량비를 의미한다.The progress of encapsulation of samples 5 to 12 manufactured by the method of Manufacturing Example 2 was evaluated, and the amount of eco-friendly deicing agent used relative to 100 parts by weight of the total content of capsule layer materials (acrylic acid, crosslinking agent, and initiator) was changed, and the progress of encapsulation was evaluated accordingly, and the results are shown in Table 3. In Table 3, the deicing agent content means the weight ratio relative to 100 parts by weight of the total content of capsule layer materials.
구체적으로, 캡슐화 반응시 반응물의 조성은 제조예 2에 기재된 조성으로 고정하고, 코어 제조시 사용한 제설제 수용액의 농도를 변화시켜 캡슐층 재료(아크릴산, 가교제 및 개시제)의 총 함량 100 중량부에 대한 친환경 제설제의 함량을 20, 50, 75 및 100 중량부로 변화시킨 경우의 캡슐화 진행 여부를 평가하였다. Specifically, the composition of the reactants in the encapsulation reaction was fixed to the composition described in Manufacturing Example 2, and the concentration of the aqueous snow removal agent solution used in the core manufacture was changed to evaluate whether the encapsulation progressed when the content of the eco-friendly snow removal agent was changed to 20, 50, 75, and 100 parts by weight relative to the total content of 100 parts by weight of the capsule layer materials (acrylic acid, crosslinking agent, and initiator).
또한 샘플 4~8의 코어 함량 20 중량부일 때의 실험 결과 사진을 도 2에 첨부하였으며, 샘플 9~12의 경우에는 제설제가 함침된 다공성 물질을 촬영하여 도 3에 도시하였다.In addition, experimental results for samples 4 to 8 with a core content of 20 parts by weight are attached to Fig. 2, and for samples 9 to 12, porous materials impregnated with a deicer are photographed and shown in Fig. 3.
실험 결과, 제설제 종류나 다공성 물질의 종류에 관계없이 캡슐층 재료 100 중량부 대비 친환경 제설제가 50 중량부 이하로 사용될 때 캡슐화가 진행된 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 제설제의 안정적인 캡슐화 진행을 위해 캡슐층 재료 100 중량부에 대하여 친환경 제설제는 최대 50 중량부로 사용되는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.As a result of the experiment, it was confirmed that encapsulation was achieved when the eco-friendly deicing agent was used in an amount of 50 parts by weight or less per 100 parts by weight of the capsule layer material, regardless of the type of deicing agent or the type of porous material. Therefore, it was confirmed that it is desirable to use an eco-friendly deicing agent in an amount of up to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the capsule layer material in order to achieve stable encapsulation of the deicing agent.
[실험예 3][Experimental Example 3]
다공성 물질의 종류와 친환경 제설제의 종류를 변화시켜 침지 방식으로 제설제 함침 다공성 물질인 샘플 13~15를 제조하였다. 이때 다공성 물질 100g 및 친환경 제설제 20g을 사용하였다. 이후, 각 샘플의 초기 무게를 측정하고, 물에 1분간 완전히 침지시킨 후 꺼내어 120℃에서 1시간 20분 동안 건조시킨 뒤의 무게인 건조 후 무게를 측정하여, 실험 전, 후의 무게 감량률을 초기 무게에 대한 건조 후 무게의 백분율로 하여 계산한 뒤 그 결과를 표 4에 기재하였다. 각 샘플별로 침지 실험은 3회 수행되었으며, 각 회차별로 감량률을 계산하였다.Samples 13 to 15, which are porous materials impregnated with deicer by the immersion method, were manufactured by changing the type of porous material and the type of eco-friendly deicer. At this time, 100 g of porous material and 20 g of eco-friendly deicer were used. Thereafter, the initial weight of each sample was measured, and after being completely immersed in water for 1 minute, they were taken out and dried at 120℃ for 1 hour and 20 minutes. The weight after drying, which is the weight before and after the experiment, was measured as the percentage of the weight after drying to the initial weight, and the results are shown in Table 4. The immersion experiment was performed three times for each sample, and the weight loss rate was calculated for each time.
감량률1st time
Loss rate
감량률2nd time
Loss rate
감량률3rd time
Loss rate
본 실험은 제설제 용출 특성 평가를 위한 실험으로, 본 실험을 통해 다공성 물질과 제설제의 종류에 따라 제설제 용출 특성이 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 실험 회차가 증가할수록 감량률이 감소하는 것을 알 수 있었고, SF보다 CMA의 감량률이 낮아서, 지속성 측면에서 CMA가 더 바람직한 제설제임을 확인할 수 있었고, 특히 규조토와 CMA의 조합이 가장 바람직한 것으로 확인되었다.This experiment was conducted to evaluate the dissolution characteristics of a deicer, and through this experiment, it was confirmed that the dissolution characteristics of a deicer change depending on the type of porous material and deicer. It was found that the reduction rate decreased as the number of experimental times increased, and the reduction rate of CMA was lower than that of SF, confirming that CMA is a more desirable deicer in terms of sustainability, and in particular, the combination of diatomaceous earth and CMA was confirmed to be the most desirable.
[실험예 4][Experimental Example 4]
코어 물질을 사용하지 않고, 아크릴산, 가교제, 개시제 및 물만을 혼합하여 아크릴 중합체를 제조한 뒤, 이의 열중량 분석(TGA)을 수행하여 그 결과를 도 4에 도시하였다.An acrylic polymer was prepared by mixing only acrylic acid, a crosslinker, an initiator, and water without using a core material, and then a thermogravimetric analysis (TGA) was performed, and the results are shown in Fig. 4.
도 4의 TGA 분석 결과를 참조하면, 아크릴 중합체는 250℃까지 중량감소가 거의 없어 열안정성이 높은 것을 확인할 수 있었으며, 중량이 감소된 부분은 수분에 의한 것으로 판단된다. 따라서, 본 발명의 캡슐층에 사용되는 아크릴 중합체는 열 안정성이 높아, 도로 포장시 아스팔트나 콘크리트와 혼합되어 사용되어도 제설제 캡슐의 안정성이 확보됨을 알 수 있었다.Referring to the TGA analysis results of Fig. 4, it was confirmed that the acrylic polymer had high thermal stability as there was almost no weight loss up to 250℃, and it is judged that the weight loss was due to moisture. Therefore, it was found that the acrylic polymer used in the capsule layer of the present invention had high thermal stability, so that the stability of the deicing agent capsule was secured even when used mixed with asphalt or concrete during road paving.
[실험예 5][Experimental Example 5]
캡슐층 100 중량부에 대하여 코어가 20 중량부로 포함된 샘플 5~12를 제조하고, 제조된 젤형의 캡슐을 여과한 뒤 100℃에서 5시간 동안 건조하였으며, 건조된 캡슐화물을 분쇄하여 약 30~110㎛의 친환경 제설제 캡슐을 제조하고, 이를 아스팔트와 혼합하여 아스팔트 포장체를 제조한 뒤, 결빙 방지 성능을 평가하였다.Samples 5 to 12 containing 20 parts by weight of core per 100 parts by weight of capsule layer were manufactured, the manufactured gel-type capsules were filtered and dried at 100°C for 5 hours, the dried encapsulated material was pulverized to manufacture environmentally friendly deicing capsules of about 30 to 110 μm, these were mixed with asphalt to manufacture asphalt pavement, and then their anti-icing performance was evaluated.
구체적으로, 아스팔트 100g을 180℃로 가열하여 용융시킨 후, 개질유황 5g 및 제설제 캡슐 5~40g을 혼합하고, 이를 콘크리트 표면에 도포한 뒤 2시간 동안 상온에서 양생시켰다. 이후, 양생 완료된 포장체를 영하 4~7℃에서 24시간 동안 유지시킨 뒤, 30 ml의 물을 준비하여 아스팔트 표면에 분사하고, 물이 결빙되는 시간을 측정하여 표 5에 기재하였다.Specifically, 100 g of asphalt was heated to 180°C to melt it, 5 g of modified sulfur and 5 to 40 g of deicing agent capsules were mixed, the mixture was applied to the concrete surface, and cured at room temperature for 2 hours. After that, the cured pavement was maintained at -4 to -7°C for 24 hours, and 30 ml of water was prepared and sprayed on the asphalt surface, and the time for the water to freeze was measured, which is recorded in Table 5.
실험 결과, 아스팔트 100 중량부에 대한 제설제 캡슐의 함량이 증가할수록 아스팔트 포장체 위에 분사된 수분의 빙결 시간이 늦춰지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 제설제 함침 다공성 물질 제조시 침지 방식보다 분무 방식으로 제조한 경우의 빙결 방지 성능이 더 우수한 것으로 나타났고, 제설제로 CMA나 SF를 사용할 때 더 향상된 빙결 방지 성능이 나타남을 알 수 있었다.As a result of the experiment, it was confirmed that as the content of the deicing agent capsules per 100 parts by weight of asphalt increased, the freezing time of the water sprayed on the asphalt pavement was delayed. In addition, it was found that the anti-freezing performance was better when the deicing agent-impregnated porous material was manufactured by spraying than by immersion, and it was found that the anti-freezing performance was further improved when CMA or SF was used as the deicing agent.
[실험예 6][Experimental Example 6]
캡슐화를 통한 코어 물질의 용출 특성 평가를 위해, 염화물 농도 측정이 가능한 제설제인 불가사리, 염화나트륨 및 염화칼슘을 준비하고, 이들을 제조예 1과 동일한 방법으로 캡슐화하였다. 다음으로, 동량의 물이 담긴 비커를 준비하고, 각 비커에 각 제설제를 원재료와 캡슐로 나눠 투입하여, 총 6개의 용액을 만든 뒤, 시간 경과에 따른 염화물 용출량을 측정하여 표 6에 기재하였다.In order to evaluate the dissolution characteristics of core materials through encapsulation, deicing agents that can measure chloride concentration, such as bulgasari, sodium chloride, and calcium chloride, were prepared, and they were encapsulated using the same method as in Manufacturing Example 1. Next, beakers containing the same amount of water were prepared, and each deicing agent was divided into raw materials and capsules and added to each beaker to make a total of six solutions, and the chloride dissolution amount over time was measured, which is shown in Table 6.
실험 결과, 원재료의 경우에는 시간 경과에 따라 염화물의 농도가 거의 일정하게 나타났다. 실제로는 미세하게 염화물의 농도가 증가하였는데, 이는 수분 증발에 따른 영향으로 판단된다. 한편, 캡슐형 제설제의 경우에는 초기 염화물의 농도는 낮지만 시간이 지날수록 증가하는 것으로 나타나, 캡슐층 내 제설제가 시간 경과에 따라 서서히 용출되는 것을 알 수 있었으며, 28일 경과 시점에서도 여전히 원재료의 양보다 용출량이 적은 것을 확인할 수 있었다.As a result of the experiment, in the case of raw materials, the chloride concentration was found to be almost constant over time. In reality, the chloride concentration increased slightly, which is considered to be due to the effect of moisture evaporation. On the other hand, in the case of capsule-type deicing agents, the initial chloride concentration was low, but it increased over time, indicating that the deicing agent in the capsule layer was gradually dissolved over time, and even after 28 days, it was confirmed that the amount of dissolved was still less than that of the raw materials.
한편, 친환경 제설제인 CMA와 SF를 각각 사용하여 동일한 실험을 수행하였으나, 검출된 염화물은 측정되지 않았다.Meanwhile, the same experiment was performed using CMA and SF, which are eco-friendly deicing agents, respectively, but no chloride was detected.
따라서, 본 실험을 통해 제설제의 용출량 조절을 위해 제설제를 캡슐층으로 캡슐화하는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.Therefore, through this experiment, it was confirmed that it is desirable to encapsulate the deicing agent in a capsule layer to control the amount of deicing agent released.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the specific embodiments and descriptions described above, and anyone with ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims, and such modifications fall within the protection scope of the present invention.
Claims (7)
정리된 바탕면에 골재, 아스팔트 및 제설 첨가제를 포함하는 아스팔트 혼합물을 포설하여 포장층을 형성하는 포설 단계; 및
상기 포장층을 양생하여 융설 포장층을 형성하는 양생 단계;를 포함하고,
상기 제설 첨가제는, 친환경 제설제 캡슐 및/또는 폐타이어 고무를 포함하며,
상기 친환경 제설제 캡슐은,
친환경 제설제를 포함하는 코어; 및 상기 코어를 캡슐화하는 캡슐층;을 포함하되, 친환경 제설제가 포함된 코어를 준비하는 코어 준비 단계; 및 상기 코어와 중합성 고분자 및 개시제를 반응시켜 캡슐화하는 캡슐화 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, 융설 포장 시공방법.
Pretreatment step to prepare the base surface on which snow melting paving will be constructed;
A step of forming a pavement layer by spreading an asphalt mixture containing aggregate, asphalt, and snow-removing additives on a cleaned base surface; and
A curing step for curing the above-mentioned packaging layer to form a snow-melting packaging layer;
The above snow removal additive comprises environmentally friendly snow removal capsules and/or waste tire rubber.
The above eco-friendly snow removal capsules are,
A snow melting paving construction method, characterized in that it is manufactured through a core preparation step of preparing a core containing an eco-friendly snow melting agent; and an encapsulation step of reacting the core with a polymerizable polymer and an initiator to encapsulate the core.
상기 아스팔트 혼합물은, 골재 100 중량부에 대하여, 아스팔트 5~30 중량부 및 제설 첨가제 1~19 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 융설 포장 시공방법.
In the first paragraph,
A snow-melting pavement construction method, characterized in that the asphalt mixture contains 5 to 30 parts by weight of asphalt and 1 to 19 parts by weight of a snow-removing additive per 100 parts by weight of aggregate.
상기 아스팔트 혼합물은, 골재 100 중량부에 대하여, 개질유황 3~9 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 융설 포장 시공방법.
In the first paragraph,
A snow-melting pavement construction method, characterized in that the asphalt mixture further contains 3 to 9 parts by weight of modified sulfur per 100 parts by weight of aggregate.
상기 코어는, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 포름산 칼륨, 포름산 나트륨, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 중 적어도 어느 하나 이상의 친환경 제설제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 융설 포장 시공방법.
In the first paragraph,
A snow melting pavement construction method, characterized in that the core includes at least one eco-friendly snow melting agent selected from the group consisting of calcium magnesium acetate, potassium acetate, sodium acetate, potassium formate, sodium formate, ethylene glycol, and propylene glycol.
상기 코어는, 제올라이트 및/또는 규조토인 다공성 물질에 친환경 제설제가 함침된 것을 특징으로 하는, 융설 포장 시공방법.
In the first paragraph,
The above core is a snow melting paving construction method characterized in that an eco-friendly snow melting agent is impregnated into a porous material such as zeolite and/or diatomaceous earth.
상기 친환경 제설제 캡슐은,
친환경 제설제가 포함된 코어를 준비하는 코어 준비 단계; 및
상기 코어와 중합성 고분자 및 개시제를 반응시켜 캡슐화하는 캡슐화 단계;를 통해 제조되며,
상기 코어는, 친환경 제설제 수용액에 다공성 물질을 침지하거나, 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 분무하여, 다공성 물질에 친환경 제설제 수용액을 함침시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는, 융설 포장 시공방법.
In Article 6,
The above eco-friendly snow removal capsules are,
Core preparation step for preparing a core containing an eco-friendly deicer; and
It is manufactured through an encapsulation step of reacting the core with a polymerizable polymer and an initiator to encapsulate it;
A snow melting pavement construction method, characterized in that the core is manufactured by immersing a porous material in an eco-friendly snow melting agent solution or spraying an eco-friendly snow melting agent solution onto the porous material, thereby impregnating the porous material with the eco-friendly snow melting agent solution.
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